public class Sort {
    // 插入排序
    static void insertSort(int[] array) {
        for (int i = 1; i < array.length; i++) {
            int tmp = array[i];
            int j = i - 1;
            for (; j >= 0 ; j--) {
                if(array[j] > tmp){
                    array[j + 1] = array[j];
                }else{
                    break;
                }
            }
            array[j + 1] = tmp;
        }
    }

    //希尔排序
    public static void shellSort(int[] array) {
        int gap = array.length;
        while (gap > 1) {
            gap /= 2;
            shell(array,gap);
        }
    }

    private static void shell(int[] array, int gap) {
        for (int i = gap; i < array.length; i++) {
            int tmp = array[i];
            int j = i-gap;
            for (; j >= 0; j -= gap) {
                if(array[j] > tmp) {
                    array[j+gap] = array[j];
                }else {
                    break;
                }
            }
            array[j+gap] = tmp;
        }
    }

    /**
     * 选择排序 ：
     * 时间复杂度：O(N^2)
     *    没有最好情况 和 最坏情况
     * 空间复杂度：O(1)
     * 稳定性：不稳定
     * @param array
     */
    public static void selectSort(int[] array) {
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            int minIndex = i;
            for (int j = i+1; j < array.length; j++) {
                if(array[j] < array[minIndex]) {
                    minIndex = j;
                }
            }
            swap(array,i,minIndex);
        }
    }
    private static void swap(int[] array,int i,int j) {
        int tmp = array[i];
        array[i] = array[j];
        array[j] = tmp;
    }


    /**
     * 堆排序
     * 时间复杂度：O(n * logN)  对数据不敏感
     * 空间复杂度：O(1)
     * 稳定性：不稳定
     * @param array
     */
    public static void heapSort(int[] array) {
        //O(n)
        createHeap(array);
        //O(n * logN)
        int end = array.length-1;
        while (end > 0) {
            swap(array,0,end);
            siftDown(array,0,end);
            end--;
        }

    }

    private static void createHeap(int[] array) {
        for (int parent = (array.length-1-1)/2; parent >= 0; parent--) {
            siftDown(array,parent,array.length);
        }
    }

    private static void siftDown(int[] array, int parent, int length) {
        int child = 2 * parent + 1;
        while (child < length) {
            if(child+1 < length && array[child] < array[child+1] ) {
                child++;
            }
            if(array[child] > array[parent]) {
                swap(array,child,parent);
                parent = child;
                child = 2 * parent+1;
            }else {
                break;
            }
        }
    }


    /**
     * 冒泡排序：
     * 时间复杂度：O(N^2)
     *          加上优化之后，最好情况下-》O(N)
     * 空间复杂度：O(1)
     * 稳定性：稳定
     * @param array
     */
    public static void bubbleSort(int[] array) {
        //i趟数
        for (int i = 0; i < array.length-1; i++) {
            //
            boolean flg = false;
            for (int j = 0; j < array.length-1-i; j++) {
                if(array[j] > array[j+1]){
                    swap(array,j,j+1);
                    flg = true;
                }
            }
            if(!flg){
                break;
            }
        }
    }

    /**
     * 快速排序
     * 时间复杂度：  最坏(有序/逆序)：O(n^2)   最好：O(N*logN)
     * 空间复杂度：   最坏：O(N)   最好: O(logN)
     * 稳定性：不稳定
     * @param array
     */
    public static void quickSort(int[] array) {
        quick(array,0,array.length-1);
    }

    private static void quick(int[] array,int start,int end) {
        if(start >= end) {
            return;
        }

        if(end-start+1 <= 15) {
            insertSort(array,start,end);
            return;
        }

        //三数取中
        int index = mid_three(array,start,end);
        swap(array,index,start);

        int pivot = partition(array,start,end);

        quick(array,start,pivot-1);
        quick(array,pivot+1,end);
    }

    public static void insertSort(int[] array,int left,int end) {
        for (int i = left+1; i <= end; i++) {
            int tmp = array[i];
            int j = i-1;
            for (; j >= left; j--) {
                if(array[j] > tmp) {
                    array[j+1] = array[j];
                }else {
                    break;
                }
            }
            array[j+1] = tmp;
        }
    }

    private static int mid_three(int[] array, int left, int right) {
        int mid = (left+right)/2;
        if(array[left] < array[right]) {
            if(array[mid] < array[left]) {
                return left;
            }else if(array[mid] > array[right]) {
                return right;
            }else {
                return mid;
            }
        }else {
            if(array[mid] > array[left]) {
                return left;
            }else if(array[mid] < array[right]) {
                return right;
            }else {
                return mid;
            }
        }
    }


    private static int partition(int[] array, int left, int right) {
        int tmp = array[left];
        while (left < right) {
            while (left < right && array[right] >= tmp) {
                right--;
            }
            array[left] = array[right];

            while (left < right && array[left] <= tmp) {
                left++;
            }
            array[right] = array[left];
        }
        array[left] = tmp;
        return left;
    }


}
